两度荣获诺贝尔化学奖的英国生物化学家弗瑞德里克·桑格（Frederick Sanger）于2013年11月19日睡眠中在剑桥的阿登布鲁克医院病床上去世，享年95岁。他是世界上唯一两度获得诺贝尔化学奖的科学家。1958年，他因对蛋白质结构的研究，尤其是胰岛素的研究而被授予诺贝尔化学奖。1980年，沃尔特·吉尔伯特（Walter Gilbert）和桑格“因他们有关测定核酸碱基序列的贡献”分享一半化学奖奖金。另一半奖金被授予泡尔·伯格（Paul Berg），理由是“因为他对核酸生物化学特性的基础研究，特别是关于重组DNA的基础研究”。桑格是被两度授予诺贝尔奖的第四人，无论是就个人独享或是与人分享而言。

 

　　弗瑞德里克·桑格于1918年8月13日出生在英格兰格洛斯特郡的伦德科姆村，是全科医生弗瑞德里克·桑格（Frederick Sanger）和其妻子西塞莉·桑格（Cicely Sanger，娘家姓克鲁森Crewdson）的第二个儿子。他的父亲曾作为一名圣公会传教士医生在中国工作过，后来由于健康原因返回英国。桑格的父亲在两个儿子出生后不久转信贵格派教义，并把两个儿子也培养成了贵格派信徒。桑格的母亲是一位棉花富商的女儿，有着贵格派信徒背景，但西塞莉不是贵格派信徒。

 

　　当桑格大约5岁的时候，全家人搬到了英格兰沃里克郡的阿登的坦沃思村。家庭相当富裕，雇佣了家庭教师来教育孩子们。1927年，桑格9岁的时候被送去唐斯学校上学，那是一所由贵格派信徒开办的寄宿制小学，在莫尔文附近。他的哥哥西奥（Theo）在同一所小学上学，比他高一级。1932年，14岁的他被送去刚创办不久的布赖恩斯顿学校，位于多塞特。这所学校采用道尔顿制，校规比较宽松，桑格非常喜欢。在学校里他喜欢他的老师们，尤其喜欢科学科目。

 

　　他在毕业考试中成绩优良，于1936年考上位于剑桥的圣约翰学院学习自然科学。他父亲也就读过这所学院。在荣誉学位考试的第一阶段，他学习物理学、化学、生物化学和数学，但物理和数学学得比较吃力。许多学生在中学时就学过更多的数学。第二年，他放弃了物理学，改学生理学。他花了三年时间才通过这一阶段的考试。至于他的第二阶段，他学习生物化学。这是一个相对较新的学科，由高兰德·霍普金斯（Gowland Hopkins）和热心的讲师们马尔科姆·迪克森（Malcolm Dixon）、约瑟夫·尼达姆（Joseph Needham）、欧内斯特·鲍德温（Ernest Baldwin）共同开设。

 

　　还在他在剑桥就学的头两年时间里，他的父母亲就双双因癌症离世。他的父亲终年60岁，他的母亲终年58岁。作为一名大学生，桑格的信仰受到贵格派培养背景的强烈影响。他是个和平主义者，是和平承诺联盟的一名成员。就是在他参与剑桥科学家反战团体的过程中，他邂逅了未来的妻子玛格丽特·琼·豪（Margaret Joan Howe），她当时在纽纳姆学院学习经济学。还在他为第二阶段考试学习期间，他们就订了婚，1940年12月他毕业后，他们就结婚了。他们有三个孩子：饶宾（Robin）生于1943年，匹特（Peter）生于1946年，萨丽·琼（Sally Joan）生于1960年。他说妻子“虽然不是一名科学家，但为他营造了一个祥和幸福的家，对他研究工作的贡献比其他任何人都大。”

 

　　桑格于1940年10月开始在诺曼·温盖特·皮瑞（Norman Wingate Pirie）指导下攻读博士学位。他的课题是研究是否能从青草中获得食用蛋白质。在一个多月之后，皮瑞离开了该系科，艾伯特·纽伯格（Albert Neuberger）成为桑格的导师。桑格改变了研究课题，转向研究赖氨酸的代谢和一个更实际的问题，即关于土豆的固氮问题。他的论文标题是“赖氨酸在动物体内的代谢”，他通过了查尔斯·哈林顿（Charles Harington）和艾伯特·查尔斯·奇布诺尔（Albert Charles Chibnall）的考察，并于1943年被授予博士学位。

 

　　测定胰岛素序列  纽伯格来到伦敦的国家医学研究所，但桑格仍留在剑桥，并于1943年加入不久前刚刚担任生物化学系主任的蛋白质化学家查尔斯·奇布诺尔（Charles Chibnall）的研究小组。奇布诺尔已经对牛胰岛素的氨基酸组成作过一番研究。他建议桑格关注蛋白质里的氨基团。胰岛素可以从布茨（Boots）那儿买到，是现有为数不多的纯蛋白质之一。此前，桑格一直在自己自费做研究。在奇布诺尔的小组里，他首次得到了医学研究委员会的支持，后来（从1944年到1951年）得到贝特纪念医学研究奖学金的支持。

 

　　桑格的第一个胜利是分别于1951年和1952年测定了牛胰岛素的两条多肽链――A链和B链――的完整氨基酸序列。在此之前，人们普遍认为蛋白质是不确定的。在测定这些序列的过程中，桑格证明蛋白质有一个确定的化学构成。为了这一目的，他利用“桑格试剂”――1氟-2,4二硝基苯（FDNB）――与暴露于蛋白质的氨基团进行反应，尤其是位于多肽链一端的N-端氨基酸基团进行反应。他后来或用盐酸或用酶（如胰蛋白酶）把胰岛素部分地水解成为短肽。肽的混合物在滤纸上被分割成两个维度，先是对一个维度进行电泳，然后对垂直于前一维度的另一维度进行色谱分析。用茚三酮检测到的胰岛素不同肽片段被移动到滤纸上的不同位置，从而创建出一个独特的图像，桑格称之为“指纹”。来自氨基端（N端）的肽可凭借FDNB标签的黄颜色识别出来，而位于肽末端的标记氨基酸则通过完全酸水解来加以识别，从而确定是哪个二硝基苯基氨基酸。通过重复此类过程，桑格成功测定了利用不同方法产生的许多肽的序列。这些序列可以被集合起来成为较长的序列，从而推断出胰岛素的完整结构。由于A链和B链因缺少三个二硫键（两个在链间，一个在A链内）而在生理学上不活跃，桑格和同事们到1955年才最终测定它们的序列。桑格的主要结论是，胰岛素蛋白的这两条多肽链具有精确的氨基酸序列。推而广之，每个蛋白都有其独一无二的序列。就是这一成就让他在1958年获得了第一个诺贝尔化学奖。这一发现对于后来克里克（Crick）形成序列假说――DNA如何给蛋白质编码――这一概念至关重要。

 

　　测定RNA序列从1951起，桑格成为医学研究委员会的编外人员，但当他们在1962年开办分子生物学实验室的时候，桑格从大学的生物化学系实验室搬到了新大楼的顶楼，并成为蛋白质化学部门的头头。不久之后，桑格开始关注测定RNA分子序列的可能性，并开始开发用于分离利用特定核酸酶所产生的核糖核苷酸片段的方法。其中一个难题是获得纯净的RNA用以测序。在这一过程中，他与谢尔德·马客（Kjeld Marcker）一道在1964年发现了在细菌身上启动蛋白质合成的甲硫氨基酸tRNA。他在对第一个tRNA分子测序的竞争中输给了康奈尔大学的罗伯特·霍利（Robert Holley）领导的小组，后者在1965年发表了酿酒酵母丙氨酸tRNA的77个核糖核苷酸的序列。到1967年，桑格的小组已经确定了大肠杆菌5S核糖体RNA――由120个核苷酸组成的小RNA――的核苷酸序列。

 

　　测定DNA序列他然后转向给DNA测序，这要求用完全不同的方法。他关注利用来自大肠杆菌的DNA聚合酶I的不同方法来复制单链DNA。1975年，他与艾伦·库尔森（Alan Coulson）一道发表了一种利用DNA聚合酶连同放射性标记的核苷酸的测序过程，他称之为“加法减法”技术。这牵涉到两种密切相关的短寡核苷酸产生方法。这些核苷酸可以通过在聚丙烯酰胺凝胶上进行电泳而被分割，并利用放射自显影术进行观察。这种方法可以一次测序80个核苷酸，是对此前方法的巨大改进，但仍然非常繁杂。尽管如此，他的小组还是成功地测定了单株噬菌体φX174身上5 386个核苷酸中大部分的序列。这是第一个完全测序的基于DNA的基因组。使他们惊讶的是，他们发现其中有些基因的编码区是互相重叠在一起的。

 

　　1977年，桑格及其同事们引进了“双脱氧”链终止DNA分子测序法，也称“桑格法”。这是一个重大的突破，使得长段的DNA得以快速和精确测序。这为他在1980年赢得了第二个诺贝尔化学奖，这次他是与沃尔特·吉尔伯特和泡尔·伯格分享奖金。这种新方法被桑格及其同事们用来测定人类线粒体DNA（16 569个碱基对）和噬菌体λ（48 502个碱基对）。双脱氧法最终被用来测定整个人类基因组的序列。

 

　　根据截止2013年的资料，桑格是迄今唯一被两度授予诺贝尔化学奖的人，是四位两度获得诺贝尔奖的人之一：其他三位分别是玛丽·居里（Marie Curie,1903年获诺贝尔物理学奖，1911年获诺贝尔化学奖）、莱纳斯·鲍林（Linus Pauling，1954年获诺贝尔化学奖，1962年获诺贝尔和平奖）和约翰·巴丁（John Bardeen，1956、1972年两度获得诺贝尔物理学奖）。

 

　　桑格工作到65岁，于1983年退休还乡，回到位于剑桥郊外斯沃弗汉姆-布尔倍克的寓所，把更多时间花在收拾自家庭院和“划船游玩”上。

 

　　1992年，威康信托基金和医学研究委员会创建了桑格中心（现名桑格研究所），以他的名字命名。该研究所坐落于威康信托基金基因组校区，在欣克斯顿附近，离桑格的家只有几英里远。当筹建办主任约翰·萨尔斯腾（John Sulston）问他是否同意研究所以他的名字命名时，桑格表示同意，但同时提醒说：“最好是件好事。”研究所于1993年10月4日由桑格亲自开张，虽然全所人员不到50人，但继续引领人类基因组测序工作。该研究所现在拥有900多名人员，成为世界上最大的基因组研究中心之一。

 

　　桑格说他没有找到上帝存在的证据，因此他成为一个不可知论者。在一份2000年发表于《泰晤士报》的访谈稿中，桑格被引述说：“我的父亲是一名坚定的贵格派信徒，我从小被作为贵格派教徒养大。对他们来说，真理非常重要。我逐渐远离这些信仰，因为我显然在寻找真理，但我需要用来证明它的证据。即使我想要相信上帝，我也会发现这很难。我需要看到证据。”

 

　　他拒绝被封爵，因为他不希望被成为“爵士”。他被引述说：“爵位使你与众不同，不是吗？而我不想与众不同。”1986年，他接受了功绩勋章。该勋章只颁发给24名在世的、对文武方面有功绩的人。

 

　　2007年，威康信托基金授权英国生物化学学会编目和保存桑格记录了自己从1944年到1983年间卓越研究的35本实验室笔记本。《科学》杂志在报道这一事件时指出，桑格是“你能遇到的最谦逊的人”，正如《泰晤士报》在他的讣告中所说的那样，他曾把自己形容为：“不过是一个在实验室里捣腾的老兄罢了。”

 

　　威康信托基金负责人杰瑞米·法拉（Jeremy Farrar）博士指出：“桑格离世令我深感悲痛，他是有史以来最伟大的科学家之一，是唯一两度荣获诺贝尔奖的英国人。他完全称得上是基因组时代之父。他的研究为人类能够阅读和理解遗传密码奠定了基础，给生物学带来了革命性的变化，并为今天的医疗保健进步做出了贡献。”

 

　　英国医学研究委员会前主席科林·布莱克莫尔（Colin Blakemore）教授指出：“一个伟人在死后通常会被夸大，但要夸大桑格对现代生物医学科学的影响是不需要的。他发明的两项关键技术――用于测定蛋白质和核酸――开辟了分子生物学的遗传学和基因组学新领域。他仍然是唯一两度获得诺贝尔化学奖的人，这充分说明了他对现代世界的独特贡献。桑格无疑是21世纪英国科学界的真英雄。”